1、中國材料與試驗團體標準T/CSTM XXXXX-2022微波 參數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的測試方 法編制說明.任務來源及簡要過程任務來源團體標準T/CSTM XXXXX-2022微波參數(shù)在高溫、低溫、 溫度循環(huán)、濕度載荷下的測試方法，為廣東省重點領域研 發(fā)計劃5G通信用關鍵材料測試評價技術研究與設備開發(fā)項 目中測試技術的研究成果。根據(jù)工程要求，調(diào)研微波參 數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的測試方法相關 的國內(nèi)外標準，并進行微波參數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、 濕度載荷下的測試方法技術研究與方法標準化工作。該標準 主要由工業(yè)和信息化部電子第五研究所(以下簡稱電子五所) 起草，由中國材

2、料與試驗團體標準委員會電子材料領域委員 會(CSTM/FC51)歸口、工作過程5G通信是新一代信息技術開展的主要方向，作為下一個 萬億規(guī)模的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對我國成為全球移通信技術的 領跑者起到不可估量的作用。隨著毫米波通訊，衛(wèi)星導航， 汽車雷達，5G移動網(wǎng)絡技術的高速開展，通信系統(tǒng)工作的環(huán) 境也變得越來越惡劣。例如，當飛行器在高速飛行和變速飛 行時，飛行器溫度將發(fā)生劇烈變化，溫度傳遞會使其周圍的中國材料與試驗團體標準T/CSTM XXXXX-202X微波參 數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的測試方法在制 定過程中不涉及國內(nèi)外專利及知識產(chǎn)權(quán)問題。.采用國際標準和國外先進標準情況無。.與現(xiàn)行

3、相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準的協(xié)調(diào)性本標準的編制考慮到了相關標準的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，遵守我國 標準制定的法律、法規(guī)、規(guī)章。.重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)標準在制定、討論過程無重大分歧意見。.標準性質(zhì)的建議無。.貫徹標準的要求和措施建議建議該標準盡快發(fā)布實施，以使該標準貼近市場，跟上 行業(yè)的技術開展。.替代或廢止現(xiàn)行相關標準的建議此標準為新建的標準，無替代或廢止的相關現(xiàn)行標準。.其它應予說明的事項無。 印制板的溫度也發(fā)生變化，影響其性能；工作在極地氣候的 通信系統(tǒng)，由于極地惡劣的環(huán)境影響通信系統(tǒng)的工作性能。 同時，隨著環(huán)境溫度的升高，銅的電導率降低，介質(zhì)材料的 損耗角正切增大，印制電路板的傳輸損耗隨著

4、溫度的升高而 增加。印制板材料的不同，溫度對其傳輸損耗和特性阻抗的 影響也不同。通信系統(tǒng)的工作環(huán)境復雜多變，覆銅板和印制 電路微波參數(shù)會隨著環(huán)境的變化出現(xiàn)波動，特別是隨著通信 頻率的不斷提升，微波電路對板材微波參數(shù)的波動更為敏感, 相關測試方法受到生產(chǎn)企業(yè)與使用單位的廣泛關注。因此， 非常有必要編制一套關于覆銅板和印制電路板高溫、低溫、 溫度循環(huán)、濕度載荷下微波參數(shù)的測試方法標準，填補該領 域的空白。根據(jù)5G通信用關鍵材料測試評價技術研究與設備開發(fā) 工程的工程進度，2021年3月成立微波參數(shù)在高溫、低 溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的測試方法標準的工作團隊， 2021年6月團隊開展微波參數(shù)在高溫、低

5、溫、溫度循環(huán)、 濕度載荷下的測試方法標準制定工作。根據(jù)工程的進度， 著手調(diào)研環(huán)境載荷下微波參數(shù)測試方法的相關標準和文獻， 于2022年4月完成了標準微波參數(shù)在高溫、低溫、溫度 循環(huán)、濕度載荷下的測試方法草稿的編制。本標準的主要 起草單位為工業(yè)和信息化部電子第五研究所，標準主要參與 單位為電子科技大學、成都恩馳微波科技、浙江華 正新材料股份（以下簡稱浙江華正），其中電子五 所牽頭開展標準起草與技術研究，浙江華正參與標準起草與 方法驗證，電子科技大學參與技術研究，成都恩馳微波科技 參與方法驗證。2.標準化對象簡要情況及制修訂標準的原那么標準化對象簡要情況本標準試驗方法適用于覆銅板和印制電路板高溫、

6、低溫、 溫度循環(huán)、濕度載荷下微波參數(shù)的測試，其微波參數(shù)包括： 傳輸損耗、特性阻抗、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值和無源 互調(diào)測試PIM。目前國內(nèi)針對覆銅板和印制電路板高溫、低 溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下對微波參數(shù)影響的評價方式和測 試方法均沒有明確的標準規(guī)定。因此，非常有必要編制一套 關于覆銅板和印制電路板高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷 下微波參數(shù)的測試方法標準，比照國內(nèi)外現(xiàn)有標準情況，本 標準改進優(yōu)化的地方：a）該方法提出了覆銅板與印制電路 板兩個層級的微波參數(shù)在不同環(huán)境老化下測試方法，更為系 統(tǒng)完整；b）提出傳輸損耗和特性阻抗環(huán)境載荷下的測試方 法，明確了環(huán)境載荷下在線測試系統(tǒng)搭載方法，操作步驟

7、以 及樣品在環(huán)境箱內(nèi)穩(wěn)定時間，填補了測試方法的空白；c） 提出基材無源互調(diào)測試PIM的測試方法，明確測試樣品需求， 將現(xiàn)有標準覆蓋對象從無源或微波元器件拓展到高頻基材。. 2制修訂標準的原那么按照GB/T 1. 1-2020標準化工作導那么 第1局部：標準 化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)那么給出的規(guī)那么，注重相關標準的協(xié) 調(diào)統(tǒng)一。在充分研究消化國內(nèi)外相關標準和文獻的基礎上, 結(jié)合實際，同時考慮試驗方法標準的“科學性”、“前瞻 性”、“適用性”、實施檢測的可行性基礎上，研究制訂滿 足行業(yè)使用需求的微波參數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕 度載荷下的測試方法團體標準，彌補行業(yè)內(nèi)對覆銅板和印 制電路板微波參數(shù)在高溫

8、、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的 測試方法的空白。.國內(nèi)外標準研究現(xiàn)狀分析目前，國內(nèi)外針對覆銅板和印制電路板高溫、低溫、溫 度循環(huán)、濕度載荷下微波參數(shù)（傳輸損耗、特性阻抗、介電 常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值和無源互調(diào)PIM）的測試方法均沒 有明確的標準規(guī)定。對于單項的微波參數(shù)測試方法目前國內(nèi)外的相關標準 有 IPC-TM-650 2. 5. 5. 5. 12A ： 2012 Test Methods to Determine the Amount of Signal Loss on Printed Boards、 IPC-TM-650 2.5.5. 14：2021 Measuring High Fre

9、quency Signal Loss and Propagation on Printed Boards with Frequency Domain Methods、IPC-TM-650 2. 5. 5. 7A： 2004 Characteristic Impedance of Lines on Printed Boards by TDR、CPCA/Z 5101-2015印制板特性阻抗時域反射測 定指南、以及IEC 62037Passive RF and Microwave Devices Intermodulation Level Measurement 。 IPC-TM-650 2. 5.

10、 5. 5. 12A和IPC-TM-650 2. 5. 5. 14： 2021提出了 傳輸線傳 輸損耗的測試方法，以上兩個標準描述了印制電路板傳輸損 耗的多種測試方法和測試原理。但是沒有描述環(huán)境載荷下的 測試方法和環(huán)境對微波參數(shù)的影響，同時這兩個標準在測試 原理上有詳細的描述，但是對于測試操作性不強。IPC-TM-650 2. 5. 5. 7A和CPCA/Z 5101-2015提出了特性阻抗 測試方法，沒有描述環(huán)境載荷下的測試方法和環(huán)境對特性阻 抗測試。IEC 62037提出器件的PIM測試方法，該方法只針 對射頻器件和微波器件，沒有提出對印制電路板的PIM測試, 對于印制電路板PIM的測試目

11、前國內(nèi)還沒有相關標準。綜上 所述，針對以上情況分析，編制能滿足對覆銅板和印制電路 板高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下微波參數(shù)的測試標準 是非常有必要。.標準主要內(nèi)容確實定和分析微波參數(shù)在高溫、低溫、溫度循環(huán)、濕度載荷下的測 試方法團體標準是對環(huán)境應力條件下覆銅板和印制電路板 重要微波參數(shù)的測試方法要求。本標準的涉及的測試工程包 括：環(huán)境測試方法、傳輸損耗、特性阻抗、介電常數(shù)、損耗 角正切值和無源互調(diào)測試PIM等。環(huán)境測試方法該項測試主要是確定該標準環(huán)境試驗的測試準那么，GB/T 2423.1-2008、GB/T 2423.2-2008、GB/T 2423. 22-2012 和 GB/T 242

12、3. 3-2006詳細的描述了高溫、低溫、溫度變化和恒 定濕試驗的測試方法和要求以及試驗程序。該標準的環(huán)境測 試方法主要參考 GB/T 2423. 1-2008、GB/T 2423. 2-2008. GB/T 2423. 22-2012和GB/T 2423. 3-2006方法開展，測試條件可 根據(jù)樣品服役條件或者委托單位要求確定。4. 2傳輸損耗該項測試主要用于測量由印刷電路板傳輸線的導體、結(jié)構(gòu) 和材料特性引起的信號傳輸損耗，并將印制板放置于環(huán)境試 驗箱中，檢測它的傳輸損耗來測定印制板的老化情況。對傳 輸損耗的環(huán)境老化的影響，做了兩種方法的描述，方法A是 樣品完成環(huán)境老化試驗后出箱，將試樣應置

13、于105+5。 /-2。高溫干燥箱中烘干處理2h+10min/-Omin。測試前將測 試試樣放置在測試環(huán)境內(nèi)冷卻至室溫30min后，再對樣品的 測試，這種方法排除了樣品吸濕性對傳輸損耗的影響，只對 環(huán)境老化后對樣品性能變化進行測試。方法B是樣品完成環(huán) 境老化試驗后立即出箱；放置在測試環(huán)境內(nèi)冷卻至室溫， 30min內(nèi)立即完成測試。還給出了環(huán)境老試驗對傳輸損耗變 化率的計算公式，孑=4也X100。1該項測試方法還給出了傳輸損耗在環(huán)境載荷下(高溫、低 溫、溫循、濕熱)影響，標準中給出了傳輸損耗在環(huán)境試驗載荷測試系統(tǒng)設置，如圖1所示。矢量網(wǎng)絡分析儀加1-3即4 M 2程控計算機閨睡軟件環(huán)境試驗箱(-7

14、or-i5or)圖1環(huán)境試驗載荷測試系統(tǒng)設置提出高/低和濕熱溫載荷下測試過程中具體的測試操作步驟，以及根據(jù)我們在溫度穩(wěn)定不同時間進行對傳輸損耗的 測試，在分別測試溫度穩(wěn)定lOmin、20min. 30nlin、40min、 50niin不同時間之后發(fā)現(xiàn)溫度穩(wěn)定20min之后測試結(jié)果趨于 穩(wěn)定。提出溫循載荷下測試過程中當?shù)谝淮魏妥詈笠淮蔚竭_ 循環(huán)溫度時，需要在穩(wěn)定時間的30%70%的時間段內(nèi)測試樣 的傳輸損耗。特性阻抗該項測試主要用于測量由印刷電路板傳輸線的特性阻 抗，并印制板放置于環(huán)境試驗箱中，檢測它的特性阻抗。對 特性阻抗的環(huán)境老化的影響，和傳輸損耗測試相同，給出了 兩種方法的描述，方法A排

15、除了樣品吸濕性對傳輸損耗的影 響，只對環(huán)境老化后對樣品性能變化進行測試。方法B檢測 環(huán)境老化試驗對樣品的影響。測量特性阻抗在環(huán)境載荷下 （高溫、低溫、溫循、濕熱）影響，需要在環(huán)境箱內(nèi)進行測 試，因此該標準規(guī)定了測試樣品不能用手持探針測試，只能 使用微波連接器安裝在測試樣品上的形式。高低溫箱內(nèi)在線 測試必須使用耐高低溫的測試電纜和轉(zhuǎn)接頭。介電常數(shù)、損耗角正切值經(jīng)團隊調(diào)研國外領先產(chǎn)品的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正 切測試方法普遍采用帶狀線法測試，國內(nèi)相關企業(yè)對標國外 產(chǎn)品時同樣采用帶狀線法進行比照測試。其原理為兩端開路 的帶狀傳輸線具有諧振電路特性，它的諧振頻率f與被測介 質(zhì)基板的介電常數(shù)相關，其固有的

16、品質(zhì)因數(shù)Q值與被測介質(zhì) 基板的介電損耗角正切相關通過測量帶狀線諧振器的諧振 頻率以及固有的品質(zhì)因數(shù)的數(shù)值可得到介質(zhì)基板的介電常 數(shù)和損耗角正切。目前行業(yè)對介電常數(shù)、損耗角正切值的帶 狀線法測試相對成熟的標準為國標GB/T12636 1990微波介 質(zhì)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗正切值的帶狀線測試方法該方法測 試頻帶覆蓋范圍僅到20GHz,且以原理性描述為主，對測試 操作指導針對性不強IEC 61189-2-719-2016,只涉及 0. 5GHz10GHz頻段，未涉及溫變條件下的介電常數(shù)、損耗角 正切值試驗方法。國外IPC-TM-650 2. 5. 5. 5C 1998標準有 帶狀線方法測試內(nèi)容，其測試范圍為8GHz12. 4GHz,該方法 使用的是測試片的結(jié)構(gòu)，同時缺少溫度系數(shù)測試方法，測試 操作性不強，且操作方法更多的是結(jié)合國外獨有的設備所描 述，不利于國內(nèi)相關產(chǎn)品的研制。故本項測試參照團隊編制的T/CSTM XXXXX-202X高頻 介質(zhì)基板的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切測試方法一一帶狀 線測試法，該標準用于測試頻率在1GHz40GHz范圍內(nèi)的介 電常數(shù)、損耗角正切值以及變溫范圍在-5（TC15CTC下的介 電常數(shù)及損耗角正切值，其針對性及可操作性更強。同時在 T/CSTM XXXXX-202X高頻介質(zhì)基板的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗 角正切測試方法一一帶狀線測試法標準基礎上